钢铁冶金
钢铁冶金（厂房外景）
钢铁冶金工艺流程：铁矿石--炼铁，提取铁--制取钢。
一、钢铁冶金过程的热力学原理：
1，氧化物的△G-T图
（1）位置低的金属氧化物较位置高的金属氧化物稳定，位置低的元素能还原位置高的元素，钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是CaO，MgO，Al2O3，SiO2，MnO，FeO，P2O5
FeO、P2O5最不稳定，几乎可全部被还原；MnO大部分被还原，SiO2小部分被还原；Al2O3、CaO几乎不会被还原。
（2）大多数氧化物的稳定性随温度升高而降低。
2，应用：
还原剂选择：金属类、碳质类。
（1）金属类：用位置低的元素还原位置高的氧化物时，两者位置相距愈远愈好，因为反应的G负值愈大，反应进行得愈彻底。所以Mn、Si、Al能还原FeO，其中Al效果最好，Si次之，Mn最弱。
（2）碳质类：ΔG-T图中，大部分氧化物的稳定性随温度升高而降低，而2C+O2=2CO反应直线显示：温度升高，生成物CO的稳定性增加，这相反的变化趋势使其与其他氧化反应直线均会相交。交点对应温度为该氧化物还原碳的最低温度T min。 T>T min时，CO稳定，碳可以作为该氧化物的还原剂；相反时，CO则成为该元素的氧化剂。
实际生产中高炉温度仅能还原MnO、FeO，电炉温度才能还原Al2O3，SiO2 。
二、炼铁：目前最常用的方法有高炉炼铁，直接还原和熔融还原铁三种方法。
（一）炼铁原料：
1，铁矿石：一种或几种含铁矿物和脉石组成
2，燃料：焦炭，并作为还原剂
3，熔剂：有酸、碱之分，多选用碱性石灰石
（二）炼铁前处理：（摄像：烧结矿与焦碳）
1. 铁矿石：破碎，筛分，选矿，烧结，造块
（1）破粹，各式破粹机
（2）选矿：水选，磁选
（3）烧结，造块
a. 烧结：把煤粉，石灰粉，水混合在专门烧结机或烧结炉中。1000－1100℃温度下，因部分脉石熔融与石灰结合成硅酸盐，将精矿粘结在一起，烧结成坚固、疏松多孔的烧结矿。
b. 造块：呈球团型，为加水润湿的精矿或精矿与熔剂混合物在圆盘内形成直径10－30mm的球，经干燥、烘烧而成。
2．焦炭燃料
炼焦的煤粉或几种煤粉混合物在煤焦炉内，隔绝空气加热至1000～1100℃，干馏后留下多孔块状产物。基本要求：含炭量多，控制S、P、水、挥发物含量，有足够发热量，坚固，以及气孔率大和粒度均匀。
（三）高炉生产（动画）
炉料：铁矿石，焦炭，熔剂从顶部加入（摄像：上料），向下运行，
顶部200℃区：铁矿+CO→部分铁间接还原
2CO+O2→CO2与粉状、烟状的游离碳
中部1100℃区：游离碳进入矿石中，将残存Fe2O3直接还原成Fe，剩余的Fe2O3溶解于Fe中，使Fe熔点降低，由固态变成海绵铁。
石灰石高温分解成CaO+酸性脉石，并进入炉渣。
增碳带 T＞1000℃区：Fe2O3→FeO
风口处 T＞1500℃区：Fe2O3→铁，熔融的铁水与炉渣一起进入炉缸，并分层次分布，轻的渣浮在铁水表层，分别从两口排出。
A.炉渣：其它工业原料、制水泥、造砖、铺路。
B.铁水：浇铸生铁锭[W（C）=2%，并含Fe、Si、Mn、P、S]。
品种有：
a.铸造生铁（灰铸铁）：含Si较多，C以游离石墨形式存在，灰色断面。
（摄像：出炉与铸锭）
b.炼钢生铁（白口生铁）：碳以Fe3C形式存在，银色断口。
c.高锰、高硅特种生铁：炼钢用作脱氧剂或炼制合金钢附加材料。
（四）高炉冶金的理化过程：
燃料的燃烧，铁的还原，铁的增碳，其它元素还原，去硫、造渣。
1 燃料的燃烧：焦碳自炉顶下落至风口时与空气相遇，燃烧，进行放热反应。
C+O2→CO2+1600～1750℃
CO2上升，遇赤热焦碳，被还原成CO
CO2+C→2CO-Δ
CO热气继续上升，遇热矿石，发生还原反应，将Fe还原出来
2 铁的还原：直接或间接还原两种
1）直接还原：950℃以上，固体碳呈烟状进入矿石孔隙内完成反应。
FeO+C→Fe+CO
2CO→CO2+C
2）间接还原：开始于炉口（250℃－350℃）终止于950℃。顺序地利用CO，将高价的铁氧化物还原成低价的铁氧化物。
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2
2Fe3O4+2CO→6FeO+2CO2
6FeO+6CO→6Fe+6CO2
3 铁的增碳：从矿石还原出的铁,初期含碳量低，呈固态海绵状，当其下落过程与焦炭接触，不断吸收碳，并被碳饱和。C含量增加，也降低了铁的熔点，呈熔融态。
生铁的最终碳含量决定下列元素的含量
1） Mn、Cr、V、Ti等元素与碳形成碳化物溶于生铁中可提高生铁的含碳量，如锰铁 [W（Mn）=80%]的W（C）≥7%
2） Si、P、S等能与铁生成化合物，减少溶解碳的铁，降低生铁含碳量，Si铁中Wc≤3.75%
4 其它元素的还原：
1）锰还原：矿石中带进，以MnO2形态存在。顺序由高价还原生成低价，最终为Mn。
700℃: MnO2+C→MnO+CO
>1100℃: MnO+C→Mn+CO
仅有40％－80％锰被还原并溶于铁，其余或被烧损或进入炉渣与SiO2→MnSiO3若提高温度，或提高渣的碱度可将渣中锰还原出来。
2）硅的还原：存于脉石中的SiO2，在T>1100℃条件下被固体C还原出来。 SiO2+2C→Si+2CO
3）磷还原：矿石中Ca3(PO4)2在1200℃条件下，被固态碳或SiO2还原。
Ca3(PO4)2+5C→3CaO+2P+5CO
或 2Ca3(PO4)2+3SiO2→3CaSiO4+2P2O5
P2O5+C→4P+10CO
还原中，P与Fe结合成Fe2P或Fe3P溶于铁中
5 去硫：以FeS存在于铁中，会降低生铁质量，可在炉料中加适量石灰石去除：
FeS+CaO→CaS+FeO
6 造渣：
炉渣具有重要作用：
1）熔化其余各种氧化物，控制生铁合格成分。
2）浮在熔融液表面，能保护金属，防止其过分氧化、热量散失或不致过热。因添加剂不同，有酸性、碱性、中性渣。
造渣是矿石中废料，燃料中灰分与熔剂熔合过程的产物。与熔融金属液不互
熔，又比其轻，能浮在熔体表面，便于排出。
主要成分；SiO2、Al2O3、CaO,及少量MnO、FeO、CaS等。
（五）直接还原与熔融还原
1）高炉炼铁的缺点：投资大、流程长，能耗高，污染大。
2）改进：不用焦碳，不用高炉，用烟煤或天然气作还原剂，采用直接还原或熔融还原生产铁，以供电炉炼钢二次精炼，连铸连轧。
3）直接还原：用煤或天然气等还原剂直接将固态铁矿石还原成固态海绵铁。可用煤基回转窑、气基竖炉等设备直接还原。（如图1、图2、图3）煤基回转窑中：Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2
气基竖炉中：CH4+H2O→CO+3H2+天然气裂化反应
Fe2O3+3H2→2Fe+3H2O
Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2
4)熔融还原：用铁矿石和普通烟煤作原料，在汽化炉的流化床中，将直接还原得到海绵铁进一步加热熔化，在熔融汽化炉的炉底形成铁水与炉渣的熔池。
三、炼钢（摄像）
一）、任务
将生铁中过量的碳、硅、锰等元素氧化去除，使其含量降到规格范围，并将有害元素硫、磷造渣去除，使其含量降到规格范围以下。
主要进行脱碳、脱硅、脱锰、脱硫、脱磷及脱氧反应。
二）、炼钢过程的物理化学原理
（一）脱碳：炼钢的最主要反应，是通入纯度99.5%以上的氧气，通过两种氧化方式（直接或间接）进行
1、直接氧化：在温度高于1100℃条件下 2C+O2→2CO
2、间接氧化：在温度低于1100℃条件下2Fe+O→2FeO
C+FeO→Fe+CO
碳氧化时需要吸收大量的热。要保证上述反应顺利进行需在较高温度下进行。
脱碳（碳氧化）时产生的CO气体有助于钢搅动“沸腾”，均匀成分，并能有效清除钢液中气体和非金属夹渣。
(二）脱硅、锰:
也有两种氧化方式，直接与间接，但主要以间接氧化方式进行。因为放热反应，低温时就可进行。实际上自炉料熔化后，反应就已经开始进行。钢液中硅、锰含量开始减少。反应生成物还与FeO或相互反应生成炉渣。
直接： Si+O2→SiO2
2Mn+O2→2MnO
间接：Si+2FeO→SiO2+2Fe
Mn+FeO→Fe+MnO
炉渣：SiO2+2FeO→2FeO·SiO2
SiO2+2MnO→2MnO·SiO2
(三）脱磷：高炉炼铁时，还原的P几乎全还原进入铁中。铁水或钢中磷是以Fe2P形态存在。炼钢利用炉渣中FeO及CaO与其化合生成磷酸钙渣去除，该反应为放热反应，低温下皆可进行。
Fe2P+5FeO+4CaO→(CaO)4P2O5+9Fe
渣中含有足够量CaO，即高碱性、强氧化性炉渣是脱磷的保证。
(四）脱硫：利用渣中足够的CaO，把其中FeS去除。
其反应式为FeS+CaO→FeO+CaS
生成的CaS渣不熔于钢液，且比其轻，浮在钢液表面。
值得注意的是：该反应为可逆反应，当渣中FeO过量时，反应可逆向进行，使硫重回到钢液中，为此需在渣中加入碳，利用碳与FeO反应，减少FeO。
FeS+CaO+C→Fe+CaS+CO
（五）脱氧：利用脱氧剂除去钢液中残留的氧化亚铁中氧，并还原出铁来。生成物可聚集上浮到钢液表面，常用的脱氧剂有锰铁、硅铁、铝等：Me+FeO→MeO+Fe
反应达到平衡时钢中两者含量满足：[Me]·[FeO]=K（平衡常数）表明：一定温度时钢中两者残留量成反比：脱氧元素量增多，FeO残留量减少。
具体方法有两种：沉淀脱氧，扩散脱氧。
1、沉淀脱氧：脱氧剂直接加入钢液中，并与FeO反应脱氧。速度虽快，脱氧产物MnO、SiO
2、Al2O3可留在钢液中。
2 扩散脱氧：利用加在炉渣中的脱氧剂与FeO反应，减少内中FeO含量，破坏了FeO在炉渣及钢液中的浓度平衡，使钢中FeO向渣中扩散，间接脱氧，该法速度虽慢，但除氧彻底。
最佳方法是：两者结合，用锰铁沉淀脱氧，再用碳粉和硅铁扩散脱氧，最后用铝沉淀脱氧。
基本反应
a 碳脱氧：FeO+C→Fe+CO
主要在渣中进行，不产生非金属氧化物，利于优质钢产生，缺点是：1600℃时与0.3％[c]相平衡的氧含量0.007％，在冷却过程，可再次发生碳氧反应。产生钢锭中气孔、疏松等缺陷。在碳脱氧的缓慢过程中，容易引起增碳。
b 锰脱氧：虽为弱脱氧剂，加入钢液中（适用于所有钢液）：
Mn+2FeO→MnO+Fe
生成物MnO不溶于钢液，还与SiO2、FeO结合生成难熔炉渣，上浮去除，冷却凝固过程中，Mn还能与S形成高熔点MnS，降低钢中S。
c 硅脱氧：作为强脱氧剂，产物为固体SiO2，并放热，低温利于脱氧。
Si+FeO=SiO2+2Fe
碱性炉中脱氧产物SiO2可与碱性氧化物化合，生成复合氧化物，减少自由SiO2含量。若先用锰进行预脱氧，生成的MnO2也能与SiO2结合，减少自由SiO2含量，使反应不断进行，增强了Si的脱氧能力。
d 铝脱氧：作为强氧化剂，反应为： 2Al+FeO→Al2O3+3Fe
生成的Al2O3熔点高、颗粒细，弥散在钢液难以上浮去除。故用此法前需充分脱氧，在很低的含氧量中选用此法。
三）、方法
有转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢（摄像：转炉电炉平炉及各炉种产量比例）
(一)转炉炼钢：最早投入的方法。利用吹入空气或氧气对熔融的铁水进行氧化脱碳，炼出合格成分的钢锭。按炉衬材料性质有酸性、碱性之分，按吹入氧气的方式有底吹、顶吹、侧吹之分。（如图）
1 原料：高炉经钢包送来的铁水，<10％的冷铁锭，调整用冷废钢，造渣用石灰石、萤石，脱氧和合金化用的铁合金及纯度≥99.5％氧气。
2 操作：倾斜炉体，顺序加入石灰石、熔剂、废钢、铁水，插入水冷喷嘴，喷射高纯氧产生反应：2Fe+O2→FeO ，FeO进入熔体扩散，完成脱碳、氧化吹炼。脱碳→CO→熔体沸腾，氧化加速。火焰由黄褐色→暗红色→长而明亮火焰→明显减少→液面平静→脱碳氧化结束。
（二)电炉炼钢：有电弧炉、感应电炉炼钢之分。（如图）
（1）电弧炉炼钢：依靠插入金属炉料间的电极通电后，产生的电弧熔化炉料。随着炉料不断熔化，池面上升，电极上升，到最高点时，炉料已完全熔化。此时，先后进入熔化、氧化期、还原期。
1.熔化期：
金属液体与炉气接触：2Fe+O2→2FeO
炉渣中：FeO+O2→Fe2O3或Fe3O4
渣界面上：Fe2O3或Fe3O4被Fe重新还原成FeO，一部分按分配定律进入钢液的FeO与硅、锰、磷氧化并与CaO生成炉渣，放热,使炉温上升到1590℃
2.氧化期T>1590℃
反应：
a [C]+[O]→CO上升的气泡会不断吸收钢液中的H2、N2，使钢液中的含气量下降。
b 脱P: 应控制渣中FeO、CaO浓度，形成烧结的4CaOP2O3渣，并及时排渣。
3.还原期：脱氧、脱S，调整温度与成分。加入锰铁预脱氧后，加入生石灰、萤石、碳粉
FeO+C→Fe+CO
FeS+CaO→Ca2S(进入渣中)+FeO
四、连续铸造（摄像：钢水出炉铸造）
1．钢铁的连续铸造（动画）
钢水连续浇入水冷的结晶器中，并沿着结晶器周边迅速形成凝固层，用机械的方法从结晶器下方拉出，又经二次喷水冷却，在结晶器外凝固。
2． O.C.C.连铸技术（如图）
通过加热铸型和强制冷却固相的凝固过程中，获得定向或单晶凝固组织。 3．钢锭的液芯轧制（如图）
在钢锭未完全凝固，芯部仍处在液态的半固态下轧制要发生塑变，破碎枝晶，抑制柱状晶生长。
4.薄板连铸连轧技术（如图）
用直接冷却轧辊代替结晶器，液态合金在轧制压力下凝固成型。
(完整版)北京科技大学+钢铁冶金学(炼铁部分)知识点复习
炼铁知识点复习 第一章概论 1、试述3 种钢铁生产工艺的特点。 答：钢铁冶金的任务：把铁矿石炼成合格的钢。工艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁 →精炼（脱C、Si、P 等）→钢。 高炉炼铁工艺流程：对原料要求高，面临能源和环保等挑战，但产量高， 目前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重大作用。 直接还原和熔融还原炼铁工艺流程：适应性大，但生产规模小、产量低，而且 很 多技术问题还有待解决和完善。 2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 答：特点：①在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。 三大过程：①还原过程：实现矿石中金属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁水。 3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。 答：煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。 4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。 答：①高的含铁品位。矿石品位基本上决定了矿石的价格，即冶炼的经济性。 ②矿石中脉石的成分和分布合适。脉石中SiO2 和Al2O3 要少，CaO 多，MgO 含量合适。③有害元素的含量要少。S、P、As、Cu 对钢铁产品性能有害， K、Na、Zn、Pb、F 对炉衬和高炉顺行有害。④有益元素要适当。 Mn、Cr、Ni、V、Ti 等和稀土元素对提高钢产品性能有利。上述元素多时，高炉冶炼会出现一定的问题，要考虑冶炼的特殊性。⑤矿石的还原性要好。矿石在炉内被煤气还原的难易程度称为还原性。褐铁矿大于赤铁矿大于磁铁矿，人 造富矿大于天然铁矿，疏松结构、微气孔多的矿石还原性好。⑥冶金性能优良。冷态、热态强度好，软化熔融温度高、区间窄。⑦粒度分布合适。太大，对还原不利；太小，对顺行不利。 5、试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 答：焦炭在高炉内的作用：（1）热源：在风口前燃烧，提供冶炼所需的热量；（2）还原剂：固体碳及其氧化产物CO 是氧化物的还原剂；（3）骨架作用： 焦炭作为软融带以下唯一的以固态存在的物料，是支撑高达数十米料柱的骨架，同时又是煤气得以自下而上畅通流动的透气通路；（4）铁水渗碳。 质量的要求：粒度适中、足够的强度、灰分少、硫含量少、挥发成分含量 合适、反应性弱（C+CO2=2CO）、固定C 高等。 6、试述高炉喷吹用煤粉的质量要求。 答：1、灰分含量低、固定碳量高；2、含硫量少；3、可磨性好；4、粒度细；5、爆炸性弱，以确保在制备及输送过程中的人身及设备安全；6、燃烧性和反 应性好。
钢铁冶金学 炼铁部分习题
1、冶金的方法及其特点是什么？ 提取冶金工艺方法：火法冶金、湿法冶金、电冶金、卤化冶金、羰基冶金等。 (1) 火法冶金：在高温下利用各种冶金炉从矿石或其它原料中进行金属提取的冶金工艺过程。操作单元包括：干燥、煅烧、焙烧(烧结)、熔炼、精炼。 (2) 湿法冶金：在水溶液中对矿石和精矿中的金属进行提取和回收的冶金过程。操作单元包括：浸取(出)、富 (3) 电冶金：利用电能提取金属的冶金过程，包括电热冶金和电化学冶金。 电热冶金：利用电能转变为热能进行金属冶炼，实质上属火法冶金。 电化学冶金：利用电化学反应使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。如： ①水溶液电解：如Cu、Pb、Zn等。可列入湿法冶金。 ②熔盐电解：如Al、Mg、Ca、Na等。可列入火法冶金。 钢铁冶金：火法、电热冶金 有色冶金：火法、湿法、电化学冶金。通常为“火法＋湿法”联合。集(净化和浓缩)、提取(金属或金属化合物)等 2、钢与生铁有何区别？ 都是以铁为基底元素，并含少量C、Si、Mn、P、S——铁碳合金。 (1) 生铁：硬而脆，不能锻造。 用途：①炼钢生铁； ②铸造生铁，占10%。用于铸造零、部件，如电机外壳、机架等。 (2) 钢：有较好的综合机械性能，如机械强度高、韧性好、可加工成钢材和制品；能铸造、锻造和焊接；还可加工成不同性能的特殊钢种。 3、钢铁冶炼的任务及基本冶炼工艺是什么？ 把铁矿石冶炼成合格的钢： 铁矿石：铁氧化物，脉石杂质。 炼铁：去除铁矿石中的氧及大部分杂质，形成铁水和炉渣并使其分离。 炼钢：把铁水进一步去除杂质，进行氧化精炼。 铁矿石→去脉石、杂质和氧→铁铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢 4、试述3种钢铁生产工艺及其特点。 传统流程：间接炼钢法：高炉炼铁+ 转炉炼钢。 优点：工艺成熟，生产率高，成本低 缺点：流程工序多，反复氧化还原，环保差 短流程：直接炼钢法：直接还原炉+ 电炉，将铁矿石一步炼成钢。 优点：避免反复氧化还原 缺点：铁回收率低，要求高品位矿，能耗高，技术尚存在一定问题。 新流程：熔融还原法：熔融还原炉+ 转炉(将铁矿石一步炼成钢)。 优点：工艺简单，投资少、成本低，资源要求不高，环境友善。 缺点：能耗高，技术尚存在大量问题，仅Corex投入工业应用。 5、一个现代化的钢铁联合企业有哪些主要工序和辅助工序？用框图画出钢铁联合企业的生产工艺流程。 目前，钢铁联合企业的主要生产流程还是传统流程： 采矿——选矿——高炉炼铁——转炉炼钢——炉外精炼——连续铸钢——轧钢——成品钢材
钢铁冶金原理试题1答案
科技大学2008 /2009学年第1学期 《钢铁冶金原理》考试试题A 课程号：61102304 考试方式：闭卷 使用专业、年级：冶金2006 任课教师： 考试时间：2009 备 注： 一、 简答题（共5题，每题4分，共20分） 1. 请给出活度的定义及冶金中常用的三种标准态。 2. 什么是酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物？如何表示炉渣的 碱度？ 3. 何为化合物的分解压、开始分解温度及沸腾分解温度？ 4. 何为溶液中组分的标准溶解吉布斯自山能？写出形成质量理标 准溶 液的标准溶解吉布斯自山能汁算式。 5. 何为氧化物的氧势？氧化物的氧势与其稳定性关系如何？ 二、 填空题（共20空，每空1分，共20分） 1. 在恒温、恒压下，溶液的热力学性质 对某一组元摩尔 量的 偏微分值称为溶液中该组元的偏摩尔量。 2. 在任意温度下，各 组元在 全部 浓度围均服从 拉乌尔 定律的溶液称为理想溶液。 3. 按照熔渣离子 结构理论,熔渣由简单的 阳 离子、 阴 离子和复合 阴 离子团所组 成。 4. 熔渣的氧化性表示熔渣向 金属液（或钢液） 提供 氧 的能力，用熔渣中 FeO 的活度表示。 5. 在一定温度下，把熔渣具有 ________ 粘度的组成点 连成线，称为熔渣的等粘度曲线。 6. 若化学反应的速率与反应物浓度的若干次方成 正比 ， 垃載対酣 nnnnnnnnnnnn 豊躱 ..... ........... ...........................................
且反应级数与反应物的计量系数相等,这样
的反应称为基元反应。 7. 气体分子在 分子（或得华）引力 的作用下被吸附到固体或 液体的表面上称为物理吸附；在 化学键力 的作用下被 吸附到固体或液体的表面上，称为化学吸附。 三、 分析题（共2题，每题12分，共24分） 1. 请写出图1中各条曲线所代表的反应，各区域稳定存在的氧化物, 利用热力学原理分析各氧化物稳定存在的原因。 2. 钢液中[C]和[Cr]之间存在化学反应：4[C] + （Cr 3O 4） = 3[Cr] + 4CO, 试用热力学原理分 析有利于实现去碳保珞的热力学条件。 1UU 80 60 40 20 400 600t t 800 1000 1 200 675 737 温度八C
对钢铁冶金行业史的发展
对中国冶金产业发展史的认识 姓名：贾雨班级：10级机1班系部：机电与信息学号：01 经历了这么些年的发展，中国的钢铁冶金产业经历了许多，现在它正逐步向着夕阳产业迈进。人类社会的历史是和冶金的发展有关的。人们从事生产活动及生活中都离不开金属材料。人类早在远古时代，就开始利用了金属，不过那是是利用自然状态存在的少数几种金属，如金银通和陨石铁，后来才逐渐发现了从矿石中提取金属的方法。首先得到的是铜及其合金——青铜，日后又冶炼出了铁。人类利用的金属种类日益增多，到了１９世纪叶末，可利用的金属已经达到了５０多种。而在２０世纪初及其中叶，冶金或得了特别迅速的发展。现在元素周期表中有９２种是金属元素，而具有工业意义的元素有７５种。对于这些金属元素，各国有不同的分类方法。有的分为铁金属和非铁金属两大类，前者系指铁及合金；后者则指除了铁及合金以外的金属元素。有的分为黑色金属和有色金属两大类，二有色金属则是指除了铁铬锰三种金属以外的金属。 一、建国前的历史回顾 中国近代钢铁工业起源于1890 年清朝湖广总督张之洞兴建的第一个近代钢铁厂———汉阳铁厂,后来同大冶铁矿、萍乡煤矿合并改组为汉冶萍煤铁厂矿有限公司(简称汉冶萍公司) 。它是近代中国最大的钢铁煤联营企业,采用近代技术共生产铁矿石1 400 多万t ,生铁240 多万t ,钢60 多万t ,拥有3 万名钢铁和采掘工人,培训了一批技术人员。汉冶萍公司从1890 年(光绪十六年) 湖广总督张之洞创办汉冶铁厂起,至1948 年(民国37 年) 国民政府资源委员会组成汉冶萍公司资产清理委员会接收公司总事务时止,历时58 年。 二、改革开放前的曲折历程 (一) 依靠群众,迅速恢复生产 旧中国钢的年产量,最高时未突破100 万t 。解放初期勉强能够修复生产的只有7 座高炉、12座平炉、22 座小电炉。但是全国钢铁职工以鞍钢炼铁厂老工人孟泰为榜样,发扬主人翁精神,开展合理化建议活动及技术革新等一系列的群众运动,短短3 年时间,钢铁工业就全面恢复了生产。1952 年,全国生铁产量193 万t ,钢135t ,钢材113万t ,全面超过解放前的历史最高水平。在恢复生产的同时,党中央、国务院制定了第一个五年计划,决定在苏联援助下在全国的工业中新建156项重点工程,作出了“把基本建设放在工业建设的首要地位”的战略决策,为以较快的速度提高生产能力指引了方向。经过大规模建设,形成了鞍钢、武钢、包钢鼎足而立的新局面。同时,生产也有了较大发展。1957 年钢产量达到535 万t ,提前完成第一个五年计划,赢得了5 年中平均每年递增32 %的高速度。 (二) 克服国内外困难,经过调整,继续前进
钢铁冶金学教案
钢铁冶金学2 课程教学大纲 Metallurgy of steel and Iron 2 课程编号: 12923102 适用专业: 冶金工程（本科） 学时数: 40 学分数: 2.5 执笔人: 芶淑云编写日期:2008年10月 一、课程的性质和目的 本门课程属于冶金工程专业（钢铁冶金方向）的一门专业方向课，通过本门课程的学习，使学生掌握炼钢的基本原理和生产工艺过程，及设备，确定工艺参数的方法，了解转炉、电炉炼钢的工艺设备及构造、炼钢用的原材料和耐火材料、炉外精炼法及其发展趋势，使学生熟悉炼钢工艺流程，为今后从事相关的生产、科研奠定必要的基础。 二、课程教学环节的基本要求 课堂讲授： 本课程以课堂讲授为主，在讲授过程中，应充分注意理论与实际的联系，以增强学生的学习兴趣，调动学生的积极性，可采取讲授与讨论相结合的教学方式。作业方面： 每章布置一定量的作业或思考题，以巩固所学的基本知识，并锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 考试环节： 本课程为考试课，建议期末以考试成绩和平时成绩综合评定结果作为课程成绩。 三、课程的教学内容和学时分配 第一章概论(4学时) 教学内容： 炼钢的发展过程；炼钢的任务；炼钢生产流程；钢铁生产的主要技术经济指标，炼钢原料。 教学要求： 1.了解炼钢铁生产的发展过程，炼钢的任务。 2.理解炼钢用原材料的主要种类、性能及评价指标，耐火材料的损毁原因。 3.掌握炼钢生产流程，钢铁生产主要技术经济指标。 重点：炼钢生产流程和钢铁生产主要技术经济指标。 难点：炼钢过程中耐火材料的损毁机理。
第二章氧气转炉炼钢（10学时） 教学内容： 转炉炼钢的特点；氧气转炉炼钢过程渣、钢成分的变化；氧气射流与熔池的相互作用；氧气转炉炼钢的冶金特征；氧气转炉吹炼钢过程的操作制度；少渣吹炼工艺；氧气转炉炼钢的自动化控制和新技术。 教学要求： 1.了解转炉炼钢的特点，氧气转炉炼钢不同吹炼方式的冶金特点。 2.理解氧气转炉炼钢的自动化控制和新技术，氧气射流与熔池的相互作用。 3.掌握顶吹氧气转炉炼钢工艺及操作制度,氧气转炉炼钢过程渣、钢成分的变化。 重点：顶吹氧气转炉炼钢工艺。 难点：氧气转炉炼钢过程渣、钢成分的变化与控制；氧气转炉炼钢的自动化控制和新技术。 第三章电炉炼钢 (8学时) 教学内容： 电冶金概论；电弧炉基本过程；电弧炉炼钢工艺；典型钢种冶炼 电弧炉炼钢用原料，配料，补炉和装料，熔化期，氧化期，还原期，出钢，电弧炉发展趋势。 教学要求： 1．了解电炉炼钢方法（扼要介绍感应炉冶炼，电渣重熔法，真空感应炉熔炼法，等离子电弧炉重熔等方法），电弧炉炼钢用原料，电弧炉发展趋势。 2. 熟悉典型钢种冶炼电弧炉炼钢工艺 3. 掌握电弧炉炼钢工艺，碱性电弧炉冶炼工艺及各期的任务与操作方法。重点：碱性电弧炉炼钢工艺。 难点：碱性电弧炉炼钢工程中不同时期的操作工艺。 第四章炉外精炼（8学时） 教学内容： 炉外精炼的理论基础；铁水预处理；钢水炉外精炼；中间包冶金。 教学要求： 1.了解中间包冶金过程。 2.理解炉外精炼的理论基础，钢水炉外精炼方法分类。 3.掌握铁水预处理的目的和方法，钢水炉外精炼方法。 重点：铁水预处理；钢水炉外精炼。 难点：钢水炉外精炼。 第五章凝固理论与浇注工艺（10学时） 教学内容：
钢铁冶金学试题库
试题库 一、填空题 1.高炉生产的主要原料是___________________、_________ 和熔剂。 答案：铁矿石及其代用品；燃料 2.炼铁的还原剂主要有三种，即__________、_________和_________ 。 答案：碳、一氧化碳、氢 3.高炉CO不能全部转变成CO2的原因是因为铁氧化物的____________需要过量的CO与生成物平衡。答案：间接还原 4.钢、铁都是铁碳合金，一般把碳含量大于2.00%叫_______________。 答案：铁 5.硅的氧化反应是________反应，低温有利于硅的氧化。答：放热 6.钢中加入适量的铝，除了脱氧的作用以外，还具有___________的作用。 答案：细化晶粒 7.在硫的分配系数一定的条件下，钢中含硫量取决于_______中硫含量和渣量。答案：炉渣 8.要使炉况稳定顺行，操作上必须做到三稳定，即____________、____________、____________。答案：炉温、碱度、料批 9.钢中有害气体主要是_________、_________。答案：H；N 10.炼钢的基本任务有脱碳、脱硫、脱氧合金化和__________。 答案：去气和去夹杂物 11.造渣方法根据铁水成份和温度，冶炼钢种的要求选用_______、双渣法、留渣法。措施。答案：单渣 12.12.铁矿石还原速度的快慢，主要取决于____________和____________的特性。 答案：煤气流；矿石 13.生铁一般分为三大类，即____________、____________、____________。 答案：铸造铁、炼钢铁、铁合金 14.在钢材中引起热脆的元素是____________ ，引起冷脆的元素是____________ 。 答案：Cu、S；P、As 15.在Mn的还原过程中，____________是其还原的首要条件, ____________是一个重要条件。答案：高温；高碱度 16.炉渣中含有一定数量的MgO，能提高炉渣____________ 和____________。 答案：流动性；脱硫能力 17.氧气顶吹转炉炼钢操作中的温度控制主要是指__________和终点温度控制。。 答案：过程温度 18.氧气顶吹转炉炼钢影响炉渣氧化性酌因素很多，经常起主要作用的因素是_________。答案：枪位和氧压 19.铁子预处理主要是指脱硫，另外也包括___________。答案：脱硅和脱磷 20.影响高炉寿命的关键部位是____________ 和____________。答案：炉缸；炉身中部 21.氧气预吹转炉传氧方式一般有直接传氧和（间接传氧）两种方式。 22.高炉下部调剂中,凡是减少煤气体积或改善透气性的因素就需____________ 风速和鼓风动能；相反，则需相应____________ 风速和鼓风动能。答案：提高；减小 23转炉入炉铁水温度应在_________以上。答案：1250℃ 24.一般规定矿石中含硫大于为____________高硫矿。答案：0.3% 25.FeO含量对烧结矿质量的影响主要表现在____________和____________两个方面。
钢铁冶金部分课后作业题及答案
1—1高炉炼铁工艺由哪几部分组成？ 答案（1）：在高炉炼铁生产在中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动，下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动。炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。组成除高炉本体外，还有上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、液压系统、回收煤气与除尘系统、喷吹系统、动力系统1—2 高炉炼铁有哪些技术经济指标？ 答案：综合入炉品位(%) 炼铁金属收得率(%) 生铁合格率(%) 铁水含硅(%) 铁水含硫(%) 风温(℃) 顶压(KPa) 熟料比(%) 球矿比(%) 高炉利用系数(t/m3.d) 综合焦比(Kg/t) 入炉焦比(Kg/t) 焦丁比(Kg/t) 喷煤比(Kg/t) 1—3 高炉生产有哪些特点？ 答案：一是长期连续生产。高炉从开炉到大修停炉一直不停地连续运转，仅
在设备检修或发生事故时才暂停生产（休风）。高炉运行时，炉料不断地装入高炉，下部不断地鼓风，煤气不断地从炉顶排出并回收利用，生铁、炉渣不断地聚集在炉缸定时排出。 二是规模越来越大型化。现在已有5000m3以上容积的高炉，日产生铁万吨以上，日消耗矿石近2万t，焦炭等燃料5kt。 三是机械化、自动化程度越来越高。为了准确连续地完成每日成千上万吨原料及产品的装入和排放。为了改善劳动条件、保证安全、提高劳动生产率，要求有较高的机械化和自动化水平。 四是生产的联合性。从高炉炼铁本身来说，从上料到排放渣铁，从送风到煤气回收，各系统必须有机地协调联合工作。从钢铁联合企业中炼铁的地位来说，炼铁也是非常重要的一环，高炉体风或减产会给整个联合企业的生产带来严重影响。因此，高炉工作者要努力防止各种事故，保证联合生产的顺利进行。1—5 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？ 答案：高炉冶炼主要产品是生铁，炉渣和高炉煤气是副产品。 （1)生铁。按其成分和用途可分为三类：炼钢铁，铸造铁，铁合金。 (2)炉渣。炉渣是高炉生产的副产品，在工业上用途很广泛。按其处理方法分为： 1)水渣：水渣是良好的水泥原料和建筑材料。2)渣棉：作绝热材料，用于建筑业和生产中。3)干渣块：代替天然矿石做建筑材料或铺路用。 (3)高炉煤气。高炉煤气可作燃料用。除高炉热风炉消耗一部分外，其余可供动力、烧结、炼钢、炼焦、轧钢均热炉等使用。 2—1高炉常用的铁矿石有哪几种，各有什么特点？
钢铁冶金学炼钢部分
钢铁冶金学炼钢部分集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
炼钢学复习题 第二章 一．思考题 1.炼钢的任务。 1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。 2.S的危害原因和控制方式。 （1）产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的唯一有用用途）（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。 3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。一般认为Mn\S>7即可消除热脆，但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹。 4.P含量与性能的关系。（1）产生冷脆（2）降低抗裂纹性能（3）影响强度和塑性（4）改善钢的特殊性能。 5.为什么脱氧。 （1）影响浇注过程：沸腾、侵蚀、水口堵塞（2）铸坯中产生气泡：C和O的凝固富集产生CO气体，气量小时在铸坯中产生气泡（3）影响热脆性：在凝固过程中在晶界富集形成FeO，与FeS形成共晶体（4）形成夹杂物：凝固过程中O偏析使脱氧反应重新进行，形成凝固夹杂。 6.(O)和T（O）的意义和区别。 溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧，以【O】表示。 全氧：钢中（包括液态和固态）所有的氧元素称为全氧，以T【O】表示。包括溶解氧和夹杂物中的所有氧元素。 7.减少气体含量的措施。减少入炉原料带入的气体元素。2）控制温度、裸露时间和面积。3）改善脱气条件。4）真空脱气。5）保护浇注。 8.H和N的来源。 N的来源：铁水，氧气，空气（电炉空气电离增N,转炉倒炉时增N,浇注时从空气中增N），合金料， H的来源：氧气，石灰，耐火材料，铁水和废钢。
钢铁冶金系列教材
第八章耐火材料 第二节耐火材料产品分类及统计指标结构 一、耐火材料产品统计指标结构 二、有关名词解释 第三节耐火材料产品产量统计 二、耐火材料产品产量 三、耐火材料产品产量的统计范围 第四节耐火材料主要技术经济指标计算方法 一、耐火材料合格率 二、耐火材料原料消耗 三、耐火材料综合能耗 四、耐火材料工序单位能耗 五、烧成耐火制品标煤单耗 六、耐火材料电耗 七、耐火材料工人实物劳动生产率 八、压砖机台班产量 九、烧成窑有效容积利用系数 十、倒焰窑平均周转时间 十一、耐火材料成品率 第二节耐火材料产品分类及统计指标结构 一、耐火材料产品统计指标结构 耐火材料产品统计指标如如图 二、有关名词解释
1)烧成耐火制品。将粒状、粉末状耐火原料和结合剂经混练、成型、干燥、高温烧成而制得的耐火材料。 2)不烧耐火制品。采用粒状、粉末耐火原料和合适的结合剂，经成型，但不烧成而直接使用的耐火材料。 3)特种耐火材料。由高熔点氧化物、难熔非氧化物和碳素中的一种或多种复合，经特殊烧烤工艺制成的具有某种特殊性质的耐火材料。 4)不定形耐火材料（散状耐火材料或耐火混凝土）。有合理级配的粒状、粉状耐火原料与结合剂及多种外加剂组成的不经高温烧成，而在现场通过混练、成型和烧烤后直接使用的耐火材料。 5）功能耐火材料。将粒状、粉末耐火原料和结合剂经混练、成型制成一定形状、具有特定冶炼用途的烧成或不烧耐火材料。 6）粘土砖。AL2O3含量在30％～48％，主要由莫来石、玻璃相、方石英组成的硅酸铝质耐火材料。用于砌筑高炉、热风炉、玻璃窑、回转窑等，是应用较广泛的一种耐火材料。 7）高铝砖。AL2O3含量在48％以上，主要由刚玉、莫来石和玻璃相组成的耐火材料。主要用于冶金工业砌筑高炉、热风炉、电炉顶、盛钢桶及浇注系统的塞头、水口等，也用于玻璃窑的蓄热室及水泥回转窑等。 8〕硅砖。SiO2含量大于93％。主要由磷石英、方石英、残存石英和玻璃相组成。用于砌筑焦炉炭化室和燃烧室的隔墙、平炉蓄热室、热风炉高温承重部位及其它高温窑炉的拱顶等。 9）镁砖。以烧结镁砂或电熔镁砂为原料，经加压成型，烧结而制得的碱性耐火材料。主要用于平炉、电炉、混铁炉。 l0）刚玉砖。氧化铝含量≥90％，以刚玉为主要物相的耐火材料。主要用于高炉、热风炉、炉外精炼、滑动水口。 11）不定形耐火材料。由合理级配组成的粒状及粉状物料，加入一定比例的结合剂，不经成型和烧成而直接使用的耐火材料。 12）捣打料。以强力捣打方式成型的散状物料，由一定粒度组成的耐火材料、结合剂、外加剂组成。用于构筑各种工业窑炉的整体内衬，如平炉炉底、电炉炉底、感应炉内衬、钢包内衬、出铁槽等。 13）可塑料。在较长时间内具有较好的可塑性的不定形耐火材料。由一定颗粒级配的耐火材料、结合剂、增塑剂、水及外加剂组成。可用于各种加热炉、均热炉、退火炉、烧结炉等。 14）浇注料。具有较好流动性，适用于浇注成型的散装耐火材料，是由骨料、粉料、结合剂、外加剂等组成的混合料。大多用于各种工业炉、是应用最广泛的一种不定形耐火材料。 第三节耐火材料产品产量统计 二、耐火材料产品产量 根据耐火材料生产的特点，耐火材料产品产量的计算，除按计算方法总说明中的规定执行外，还作以下补充说明： （1）考虑到：1）耐火材料产品产量检验和办理入库手续时间较长；2）有利于当月产品供货合同完成；3）便于企业内部核算。企业可规定报告期的出窑截止时间（为了保持同行业可比性，出窑的截止时间规定不得早于当月25日24点，即25日24点前出窑的产品必须在当月办理检验、入库手续），出窑截止时间（应视同法定时间）一旦确定，不得任意变更。
钢铁冶金学试题
钢铁冶金学（炼铁学部分）试卷（A ） 院(系) 班级 学号 姓名 （注：答题需在答题纸上进行，请不要在试卷上答题，否则将被扣分。） 一、名词解释题（每题3分，共18分） 1. 高炉有效容积利用系数 2. SFCA 3.煤气CO 利用率 4. 高炉的管道行程 5. 高炉的碱负荷 6. COREX 炼铁工艺 二、判断题 ( 每题 1.5分 ，共 30 分 ) （对：√，错：×。） 1. 磁铁矿的理论含铁量为70％，黑色条痕，疏松结构，较易还原。 2. 焦炭的主要质量要求是：含碳量高，反应性高，反应后强度高。 3. 高炉炼铁要求喷吹用煤粉的爆炸性弱，可磨性指数大，燃烧性高。 4. 高风温热风炉的炉顶耐火材料一般使用高铝砖或碳砖。 5. 为确保烧结矿固结强度，一般要求烧结最高温度为1350～1380℃。 6. 烧结过程的焦粉偏析布料有利于烧结上、下料层温度的均匀化。 7. 厚料层烧结工艺的主要目的是为了提高烧结矿生产能力。 8. 酸性氧化焙烧球团矿的固结主要靠FeO 与SiO 2形成的低熔点化合物粘结。 9. 原燃料中的P 2O 5在高炉中不能被还原而全部进入生铁。 10. 耦合反应的平衡常数是与之相关的简单反应平衡常数的组合。 11. 阻止高炉内K 、Na 循环富集的对策之一是降低炉渣二元碱度。
12. 高炉风口燃烧带出来的煤气中既有CO 又有CO 2，但前者含量更高。 13. 增大高炉鼓风动能的措施之一，是扩大高炉风口直径。 14. 提高风口理论燃烧温度，有利于补偿喷吹煤粉热分解带来的温度变化。 15. 抑制“液泛现象”，有利于改善高炉下部的透气性、透液性。 16. 矿石的软熔性能影响高炉软熔带的位置，但不影响其厚度。 17. 加大矿石批重将有助于抑制高炉内的中心煤气流。 18. 与加湿鼓风不同，脱湿鼓风的主要作用在于提高高炉产量。 19. 富氧鼓风不仅可以给高炉带入热量，而且可以增加高炉产量。 20. 炉衬寿命的问题，是熔融还原炼铁法需要解决的关键技术。 三、简答题（每题8分，共24分） 1.简述烧结矿固结机理，何种粘结相（液相）有利于改善烧结矿质量? 2.提高高炉鼓风温度对其冶炼过程的影响如何，并说明其原因。 3.画出高炉理想操作线，并说明A 、B 、C 、D 、E 、P 、W 点的意义。 四、论述题 (每题14分，共28分) 1. 分析炉渣粘度对高炉冶炼过程的影响，并论述影响炉渣粘度的因素以及维持适宜的高炉炉渣粘度的技术措施。 2.论述降低高炉燃料比的技术措施。 a . 画出高炉能量利用图解分析的rd —C 图， 分析指出我国高炉降低燃料比的两大途径； b . 根据所学的炼铁理论和工艺知识，阐述降低高炉燃料比的具体对策。
钢铁冶金学试题(B)及答案
钢铁冶金学试卷（B ） 一、名词解释题（每题3分，共18分） 1.高炉冶炼强度 2. HPS 3.高炉渣熔化性温度 1. “假象”赤铁矿的结晶结构未变，而化学成分已变为 Fe 2O 3） 2. 一般要求焦炭的反应性高，而煤粉的反应性则要低） 3. 高炉风口喷吹的煤粉，有少量是与煤气中的 CO 2反应而气化的 4. 高炉炉身上部炉墙的耐火材料一般选择使用碳砖） 5. 烧结料层的自动蓄热现象，主要是由于燃料在料层中的偏析所致） 6. 提高烧结矿碱度有助于增加烧结矿中铁酸钙矿物的含量） 7. 实现厚料层烧结工艺的重要技术措施是烧结偏析布料） 8. 对酸性氧化球团矿的焙烧效果而言，赤铁矿优于磁铁矿） 9. 原燃料中的Al 2O 3在高炉内可被少量还原而进入生铁） 10. 高炉内渣铁反应的最终结果由耦合反应的平衡常数所决定） 4.高炉的悬料 5.高炉的硫负荷 6. FINEX 炼铁工艺 X 。） 二、判断题（每题 1.5分，共30分） （对：“，错: 院係） ___________ 班级 ______________ 学号 ______________ 姓名 _____________
11.高炉炉渣的表面张力过小时，易造成渣中带铁，渣铁分离困难 12.导致高炉上部悬料的主要原因之一是“液泛现象”。 13.高炉风口前碳的燃烧反应的最终产物是C02。 14.高炉实施高压操作后，鼓风动能有增大的趋势。 15.高炉脱湿鼓风，有提高风口理论燃烧温度的作用。 16.高炉内进入间接还原区的煤气体积小于炉缸产生的煤气体积。 17.具有倒V型软熔带的高炉，其中心煤气流比边缘煤气流发达。 18.为了抑制边缘煤气流，可采取“高料线”或“倒装”的装料制度 19.高炉富氧鼓风，有助于提高喷吹煤粉的置换比。 20.目前最成熟的直接还原炼铁工艺是煤基直接还原炼铁法。 三、简答题（每题8分，共24分） 1.简述酸性氧化球团矿生产工艺，说明该类球团矿的焙烧固结机理。 2.简述风口喷吹煤粉对高炉冶炼过程的影响，并说明其原因。 3.画出高炉理想操作线，并说明A、B、C、D、E、P、W点的意义 四、论述题（每题14分，共28分） 1.分析高炉冶炼过程中，用CO、H2还原铁氧化物的特点。 a .画出CO、H2还原铁氧化物的平衡关系示意图（叉子曲线）； b .分别从热力学、动力学上比较CO、H2还原铁氧化物的异同 2. Ergun公式如下: P L 150 w (1 )2 (de)2 3 1.75 w2(1 ) de 3
钢铁冶炼专业简介
钢铁冶炼专业简介 专业代码050100 专业名称钢铁冶炼 基本学制3-4年 培养目标 本专业培养钢铁冶炼生产操作、设备维护与基层管理人员。 就业面向 本专业毕业生主要面向钢铁冶炼行业的相关企业，从事钢铁冶炼中的烧结、炼铁、炼钢、浇铸、铁合金等生产操作、设备维护等工作。 职业能力要求 1、具有安全生产、节能环保等意识，严格遵守操作规程； 2、掌握钢铁冶炼的基本知识；具有热能综合利用和节能技术的基本知识； 3、能按照钢铁冶炼的工艺流程，进行炼铁、炼钢、铁合金冶炼等生产操作； 4、熟悉钢铁冶炼中主要生产岗位的操作要求，能初步分析、解决生产技术问题，能对生产突发事故实施应急处理，能评价与改进自身的操作技术； 5、能正确使用和维护钢铁冶炼相关设备； 6、具有钢铁冶炼产品质量分析及常见生产事故处理能力。 专业教学主要内容 热工基础、机械基础、电工电子技术与技能、钢铁冶炼原理与工艺、铁合金生产基本原理与工艺、安全生产、环保与节能、金属材料与热处理、冶金机械设备等。 在校内进行钢铁冶炼的模拟综合实训；在钢铁企业进行钢铁冶炼综合实习和顶岗实习。
专业（技能）方向 烧结与球团、炼铁、炼钢、铁合金冶炼 对应职业（岗位） 烧结工（６－０２－０１－０２）、平炉炼钢工（６－０２－０２－０２）、转炉炼钢工（６－０２－０２－０３）、电炉炼钢工（６－０２－０２－０４）、铁合金电炉冶炼工（６－０２－０３－０２）、铁合金湿法冶炼工（６－０２－０３－０４）、铁合金炉外法冶炼工（６－０２－０３－０５）、炼铁工（６－０２－０１－０６）、废热余压利用系统操作工 职业资格证书举例 烧结工、电炉炼钢工、炼铁工 继续学习专业举例 高职：冶金技术、金属材料与热处理技术本科：冶金工程
2019年攀枝花钢铁(集团)公司冶金工业学校教师招聘试题及答案
2019年攀枝花钢铁（集团）公司冶金工业学校教师招聘试题及答案说明：本题库收集历年及近期考试真题，全方位的整理归纳备考之用。 注意事项： 1、答题前，考试务必将自己的姓名，准考证号用黑色签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置。 2、监考人员宣布考试结束时，你应立即停止作答。将题本、答题卡和草稿纸都翻过来留在桌上，待监考人员确认数量无误、允许离开后方可离开。 3、特别提醒您注意，所有题目一律在答题卡指定位置答题。未按要求作答的，不得分。 一、单项选择题（在下列每题四个选项中只有一个是最符合题意的，将其选出并把它的标号写在题后的括号内。错选、多选或未选均不得分。） 1、教学在学校整个教育系统中居于（）。 A、基础地位 B、中心地位 C、主要地位 D、重要地位 【答案】B 【解析】教学是学校工作的中心环节，居于中心的地位。故选B。 2、在教师职业素养中，学生的年级越高，教师的威信越取决于教师的（）。 A、专业知识 B、文化科学知识 C、实践知识 D、教育理论知识 【答案】A 【解析】学生的年级越高，教师的威信越取决于其本体性知识的水平。本体性知识即精深的学科专业知识。故选A。 3、学习者建构新的理解的基础是（）。 A、先行组织者 B、原有的知识经验 C、教师教学组织 D、学科知识逻辑体系 【答案】B 【解析】认知建构理论认为学习是个体主动建构内部心理表征的过程，这种建构不是机械地把知识从外界搬到记忆中，而是以原有的经验为基础来建构新的理解。故选B。 4、新课程提倡培养学生的综合能力，而综合能力的培养要靠教师集体智慧的（）。
A、发挥 B、发展 C、发扬 D、发现 【答案】A 【解析】新课程提倡培养学生的综合能力，而综合能力的培养要靠教师集体智慧的发挥。因此，必须改变教师之间彼此孤立和封闭的现象，教师必须学会同他人合作，与不同学科的教师打交道。本题属于意义理解题，故选A。 5、“先行组织者”教学策略的学习理论基础是（）。 A、认知发现理论 B、认知接受理论 C、认知目的理论 D、认知建构理论 【答案】B 【解析】先行组织者教学策略是认知—接受学习理论的一个重要组成部分。故选B。 6、通过对要学习的新材料增加相关信息来达到对新材料的理解和记忆，如补充细节、举出例子或使之与其他观念形成联想等，这种促进知识保持的方法是（）。 A、过度学习 B、深度加工 C、组块化编码 D、及时复习 【答案】B 【解析】促进知识保持的方法有：深度加工材料；有效运用记忆术；进行组块化编码；适当过度学习；合理进行复习；明确记忆要求。题干所述为深度加工的过程。故选B。 7、教师引导学生在理解的基础上牢固掌握所学的知识技能，并持久地运用于再现和运用。这是（） 的教学原则。 A、理论联系实际 B、循序渐进 C、巩固性 D、启发性 【答案】C 【解析】巩固性原则是指教师在教学中要引导学生在理解的基础上牢固地掌握基本知识和基本技能，而且在需要的时候，能够准确无误地呈现出来，以利于知识技能的利用。故选C。
钢铁冶金
7.1 . 炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现？ 炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。 归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。 7.2 . 磷和硫对钢产生哪些危害？ 磷：引起钢的冷脆，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。硫：使钢的热加红性能变坏，引起钢的热脆性。 7.4 . 氢和氮气对钢会产生哪些危害？ 氢在固态钢中的溶解度很小，在钢水凝固和冷却过程中，氢和CO、N2气体一起析出，形成皮下气泡中心缩孔，疏松，造成白点和发纹。钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹，进而引起钢材的强度，塑性，冲击韧性的降低，发生氢脆现象。氮含量高的钢材长时间放置，将会变脆。原因是钢种氮化物析出速度很慢，逐渐改变钢的性能。钢种含氮量高时，在250℃—450℃温度范围，表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为蓝脆。氮含量增加，钢的焊接性能也变坏。7.7 . 钢的力学性能指标有哪些，其含义是什么？ 强度、刚度及弹性，塑性，硬度，韧性，疲劳强度。 强度是材料在外力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度、刚度是指承受载荷而抵抗形变的性能，弹性是指承受载荷而发生塑性变形的能力，塑性是指在静载荷作用下产生永久变形而不致引起破坏的性能，硬度是指在静载荷作用下抵抗局部形变，尤其是塑性变形压痕和划痕的能力，韧性是指钢在断裂前吸收塑性变形能量的能力，疲劳强度是指在循环载荷作用下经过较长时间或多次应力循环后而不发生断裂的最大应力值。 8.1 . 熔渣在炼钢中的作用体现在哪些方面？ ①去除铁水和钢水中的磷、硫等有害元素，同时能将铁和其它有用元素的损失控制最低；②保护钢液不过度氧化，不吸收有害气体，保温，减少有益元素烧损；③防止热量散失，以保证钢的冶炼温度；④吸收钢液中上浮的夹杂物及反应产物。 8.2.什么是熔渣的氧化性，在炼钢过程中熔渣的氧化性是如何体现的？ 熔渣的氧化性也称炉渣的氧化能力，是指在一定的温度下，单位时间内熔渣向钢液供氧的数量。炉渣的氧化性在炼钢过程中的作用体现在对炉渣自身、对铁水和对炼钢操作工艺影响三个方面。 1、影响化渣速度，和熔渣粘度 2、影响熔渣向熔池传氧、脱磷和钢液的氧含量 3、影响铁合金收得率及炉衬寿命。 8.5. 炼钢过程的碳氧化反应的作用是什么，脱碳速度如何表达？ 作用：①加大钢-渣界面，加快反应的进行；②搅拌熔池均匀成分和温度；③有利于非金属夹杂物的上浮和有害气体的排出；④放热升温。 脱碳速率表达式：-dω[c]%/dt=kcω[c]%。 8.8. 钢液的脱氧方式有哪几种，各有什么特点？ 按脱氧原理分：脱氧方法有三种，即沉淀脱氧法，扩散脱氧法和真空脱氧法。 沉淀脱氧法：又叫直接脱氧。把块状脱氧剂加入到钢液中，脱氧元素在钢液内部与钢中氧直接反应，生成的脱氧产物上浮进入渣中的脱氧方法称为沉淀脱氧。特点：在钢液内部进行，脱氧速度快；但生成的脱氧产物有可能难以完全上浮而成为钢中非金属夹杂。 扩散脱氧法：又叫间接脱氧。将粉状的脱氧剂如C粉﹑Fe-Si粉﹑CaSi粉﹑Al粉加到炉渣中，降低炉渣中的氧含量，使钢液中的氧向炉渣中扩散，从而达到降低钢液中氧含量的一种脱氧方法。特点：在渣中进行，钢液中的氧需要向渣中转移，故脱氧速度慢，脱氧时间长；但脱氧产物在渣相内形成，不在钢中生成非金属夹杂物。
钢铁冶金学炼钢部分
炼钢学复习题 第二章 一．思考题 1.炼钢的任务。 1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则 引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中， 用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢 中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指 溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水 能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元 素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时 要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。 2.S的危害原因和控制方式。 （1）产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲 劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的 唯一有用用途） （2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。（2）降低S含量：过高的S 会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。 3.Mn控制S的危害的原理，要求值。Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选 分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因 此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。一般认为Mn\S>7即可消除热脆，但在连铸过程中Mn\S>20才能有效的控制鋳坯裂纹。 4.P含量与性能的关系。（1）产生冷脆（2）降低抗裂纹性能（3）影响强度和塑性（4）改善钢的特殊性能。 5.为什么脱氧。 （1）影响浇注过程：沸腾、侵蚀、水口堵塞（2）铸坯中产生气泡：C和O的凝固富集产生CO气体，气量小时在铸坯中产生气泡（3）影响热脆性：在凝固过程中在晶界富集形成FeO，与FeS形成共晶体（4）形成夹杂物：凝固过程中O偏析使脱氧反应重新进行，形成凝固夹 杂。 6.(O)和T（O）的意义和区别。 溶解氧：液态钢水中以溶解状态存在的氧元素称为溶解氧，以【O】表示。 全氧：钢中（包括液态和固态）所有的氧元素称为全氧，以T【O】表示。包括溶解氧和夹 杂物中的所有氧元素。 7.减少气体含量的措施。减少入炉原料带入的气体元素。2）控制温度、裸露时间和面积。3）改善脱气条件。4）真空脱气。5）保护浇注。
钢铁冶金学基本问答题
炼铁部分 ※<第一章> 1．试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。 2．简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 3．画出高炉本体剖面图，注明各部位名称和它们的作用。 4．试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 5．高炉冶炼的产品有哪些？各有何用途？ 6．熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。 ※<第二章> 1、高炉冶炼对矿石（天然矿，烧结矿，球团矿）有何要求，如何达到这些要求？ 2、烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应，用热力学分析哪一种反应占主导地位？ 3、简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。 5、烧结过程蓄热从何而来，为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量，降低燃耗？ 6、简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。 7、简述铁精矿粉的成球机理，并讨论影响其质量的因素。 8、从烧结矿和球团矿性能比较，说明合理炉料结构的组成。 ※<第三章> 1.结合铁矿石在高炉不同区域内的性状变化（固态、软熔或成渣）阐述铁氧化物还原的全过程，及不同形态下还原的主要特征。 2.在铁氧化物逐级还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？ 3.何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点？ 4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。 5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么？如何解决？ 6.从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件，提高反应速率，以提高间接还原度？ 7.何谓“耦合反应”，其基本原理是什么？在什么条件下必须考虑其影响？ 9.造渣在高炉冶炼过程中起何作用？ 10.何谓“熔化”及“熔化性温度”？二者的异同及对冶炼过程的意义，是否熔化温度越低越好，为什么？ 11.炉渣“粘度”的物理意义是什么？以液态炉渣的微观结构理论，解释在粘度上的种种行为。 12.何谓液态炉渣的“表面性质”？表面性能不良会给冶炼过程造成哪些危害？ 13.与炼钢过程比较，高炉冶炼的条件对炉渣去硫反应的利弊如何？ 5※<第四章>